¿por qué son las características antropométricas de las unidades (que son casi tan grandes como estamos) tan grandes como lo son en relación a sus correspondientes unidades de Planck?

Question

así que esto podría tener algunos duplicados de investigación que esta pregunta o esta pregunta tenía, y aunque creo que tengo algunos de mi propia opinión al respecto, me gustaría preguntar a la comunidad aquí para obtener más opiniones.

así, refiriéndose a la Duff o la llave de enrosque, uno podría pedir la cuestión: ¿por qué la velocidad de la luz 299792458 m/s? no diga simplemente "porque es definido de ese modo por la definición del metro." antes de que se definió, fue medido en contra de la actual definición del metro. ¿por qué es $c$ en el estadio de béisbol de $10^8$ m/s y no en el orden de $10^4$ o $10^{12}$ m/s?

similares se pueden hacer preguntas de $G$$\hbar$$\epsilon_0$.

EDIT: para aclarar un poco con respecto a $c$. reconozco que la razón por la que $c\approx10^9$ m/s es que un metro es, por ningún accidente de la historia, acerca de lo grandes que somos y un segundo representa una medida de la rapidez con que pensamos (es decir, no nos percatamos de los destellos de color negro entre los fotogramas de una película y que nos puede ser bastante aburrido en un minuto).

de modo que la luz aparece bastante rápido para nosotros, ya que se mueve alrededor de $10^9$ longitudes casi tan grande como nosotros, en el tiempo que lleva a pensar en un pensamiento.

así que la razón por la que $c\approx10^9$ m/s es que hay acerca de $10^{35}$ Planck longitudes a través de un ser como nosotros ($10^{25}$ Planck longitudes a través de un átomo de $10^5$ de los átomos a través de una célula biológica y $10^5$ biológica de las células a través de un ser como nosotros). por qué? y que hay acerca de $10^{44}$ Planck veces en el tiempo que nos lleva a pensar en algo. por qué?

responder a esas dos preguntas, y creo que tenemos una respuesta de por qué la $c\approx 10^9$ en antropométricos unidades.

EDICIÓN #2: las otras dos cuestiones a que se refiere ¿ no abordar esta cuestión. Luboš Motl más se acerca a la cuestión (sobre $c$), pero no responder. creo que en la EDICIÓN anterior y en los comentarios, me hizo (la pregunta) bastante claro. yo era no preguntar mucho acerca de la exacta valores que pueden ser atribuidos a un accidente histórico. pero hay una razón por la que $c \approx 10^9$ m/s, no $10^4$ o $10^{12}$.

reformulado, i s'pose la pregunta podría ser "¿por qué son las características antropométricas de las unidades (que son casi tan grandes como estamos) tan grandes como lo son en relación a sus correspondientes unidades de Planck?" (que es una pregunta acerca de la dimensión de los valores.) si queremos responder a estas preguntas, tenemos una respuesta para no solo por eso $c$ es lo que es, pero también por la $\hbar$ o $G$ son lo que son.

Answer 1

Estás en lo correcto en que el núcleo de la cuestión es, de hecho, no trivial, pero hay que ser un poco más sutil que eso. Las constantes fundamentales de la naturaleza no "toma" de los valores - que son lo que son, y punto. Es válido preguntar "¿cómo este 3×10⁸ número de venir", pero la respuesta está menos con la velocidad de la luz que con las unidades que se usa para medir. La verdadera pregunta, entonces, es

¿por qué elegimos las unidades de longitud y tiempo, y la velocidad de la luz tiene un valor de ~3×10⁸ en las unidades?

Ahora, los detalles más irrelevantes de por qué se optó por, digamos, el medidor por el patio, no son realmente importantes, y las razones de esas decisiones son históricos - pero sobre todo, que sólo tenía que elegir algo. Como te has dado cuenta, estos detalles más irrelevantes realmente no importa; lo que importa realmente es el áspero estadio tamaño de las unidades.

Así que, ¿por qué elegimos el metro como la unidad fundamental? Sencillamente, porque nosotros mismos somos aproximadamente un metro de tamaño. Esto también significa que el mundo que hemos construido a nuestro alrededor era aproximadamente de un metro de tamaño, por lo que la mayoría de las cosas que podemos medir en la vida cotidiana son aproximadamente de un metro de tamaño.

Por otro lado, estamos hechos de átomos, y el tamaño de los átomos es un (bastante) constante fundamental de la física (en particular, el radio de Bohr $a_0$, la cual es una función de $ħ,\epsilon_0$$m_e$, y que es una buena norma de "radio atómico"). Permítanme plantear, entonces, una pregunta similar a la tuya,

¿por qué es el 'estándar' tamaño de los átomos, $a_0$, aproximadamente 5×10^-11 m?

y la pregunta de antes:

¿por qué elegimos las unidades de longitud, que son aproximadamente 2×10^{de 10} veces el 'estándar' átomo?

Desde nuestras unidades fueron elegidos porque nosotros mismos somos de ese tamaño, la pregunta real es, por tanto,

¿por qué los seres humanos aproximadamente 2×10^{de 10} "estándar" de los átomos de altura?

La razón por la que llamamos a esto el 'real' cuestión es que esto es en realidad (al menos en principio) un responsable de la pregunta. Sin embargo, no es una física de la pregunta! Es una pregunta acerca de la biología y de la evolución, y no está claro cuál es el equilibrio entre los dos es.

Hay algún tipo de 'permitido' rango de lengthscales en los que la vida inteligente es posible (es difícil imaginar la inteligencia en el nivel de decenas de átomos, y también en la estrella del tamaño de una longitud de 10^{a 19} átomos), pero lo amplio de este rango es una pregunta difícil, en la biología. Existe también la histórica, evolutiva pregunta de cómo llegó a ocupar nuestro lugar en particular en ese rango, y que también es una pregunta difícil. Esto también es mucho más complicado por la antrópico-principio hecho de que sólo conocemos un ejemplo de especie inteligente.

En equilibrio, entonces, en realidad, no sabemos la respuesta a su pregunta. Pero al menos es posible hacer la pregunta adecuada.

Answer 2

Cada dimensionful constante es una comparación con algún estándar. El más antiguo de los estándares se basaron en las dimensiones típicas de una persona, porque la mayoría de la plena madurez de la gente es más o menos el mismo tamaño y usted siempre tiene su cuerpo con usted. Que es donde tenemos el codo y el pie. Todavía medir la altura de un caballo en las manos. Hay un montón de otras unidades que fueron históricamente conveniente: por ejemplo, un acre es (creo) la cantidad de tierra que un caballo puede arar en un día. Obviamente, si queremos ser precisos, esta definición depende de si usted arado en un corto día de invierno o de un largo día de verano, si su arado es sordo o agudo, si su campo es suave o rocky, si su caballo es viejo o joven. Pero si usted tiene un cuarenta acres parcela de tierra, usted sabe que usted tendrá que contratar a un segundo arado para conseguir que todos arado y plantado en menos de un mes.

Como la ingeniería fue mejor, empezó a importar que no todo el mundo era del mismo tamaño, y las mejores normas comenzaron a aparecer. Esto ocurrió al azar, muy temprano - hay un pasaje en el Antiguo Testamento acerca de un agrimensor utilizando una vara de medir para saber el tamaño, el de algo o de otro tipo, por lo que incluso en el codo días la gente sabía mejor que gatear por poner el codo a la punta del dedo -, pero el tamaño real de las normas probablemente todavía vagaba a través de los años. El medidor fue un esfuerzo para alejarse de estos "variable" normas mediante el establecimiento de una referencia a que todos los habitantes de la tierra tienen igualdad de acceso: el medidor fue originalmente una diez millonésima parte de la distancia desde la tierra del polo norte a su ecuador. Pero esta es una estimación muy optimista definición, la longitud de la trayectoria depende, ligeramente, en la longitud, y sería muy difícil realidad de la encuesta por razones prácticas. Es un mejor estándar de la longitud de el rey del brazo, pero no perfecto.

El segundo tiene el mismo tipo de historia: fue pensado originalmente como un conveniente fracción de un día de 24 horas. Pero no una conveniente fracción del intervalo entre amaneceres, desde el amanecer viene antes y después a través del año; tampoco es conveniente fracción del intervalo entre starrises (el "sideral día," más corto que el día solar medio por alrededor de cuatro minutos), ni moonrises, ni cualquier otro obvio breve intervalo. Lleva un año de un promedio de antes de que pueda hablar de un "día solar medio." A continuación, se ejecuta en el hecho de que no hay un número entero de días en un año, requiriendo un día extra en los años bisiestos, ni hay un número entero de días en cuatro años, que requieren de los años bisiestos se comportan de manera diferente cada cuatro siglos. Un calendario de error de un día en cuatro siglos, es comparable a la de un reloj de error de un segundo por día. Se encarga de definir la segunda relativa a un "natural" del intervalo de referencia. Y una vez definida la segunda en relación a la longitud de un día, descubre que la longitud del día no es realmente constante. Grandes terremotos cambio de la tierra, el momento de inercia; el terremoto de 2011 en Japón alarga el día por unos pocos milisegundos.

Si viviéramos en un planeta diferente con diferentes circunferencia y un día diferente, estos mismos sensato pero arbitrario opciones para la referencia natural de las longitudes y los tiempos que nos han dado un diferente valor numérico de la velocidad de la luz, y para las demás constantes.

Answer 3

Siempre puedo elegir las unidades en donde $c = 1$. Esto se hace casi siempre en el contexto de la Relatividad General, la teoría Especial de la Relatividad y la Teoría Cuántica de campos. Como ACuriousMind dicho en los comentarios anteriores, ¿cómo podemos medir cantidades no nos dice nada útil acerca de la física, ya que las unidades se puede aplicar el zoom.

Como de por qué la velocidad de la luz es en el orden de $10^8$? En mis ojos, es simplemente porque en comparación con el ordinario de velocidades donde los seres humanos están acostumbrados a la velocidad de la luz es simplemente casi $10^8$ mayor!

Edit: Se han preguntado en los comentarios por qué los humanos velocidades son tan pequeños en comparación con $c$. Bien recordar que la velocidad de la luz es la velocidad de una partícula sin masa viaja a través del universo. Para partículas macizas necesita energía para acelerar cerca de ellos. c. Los seres humanos son una colección de partículas macizas y por lo tanto necesita una gran cantidad de energía para acelerar en esos altas velocidades. Que la energía es demasiado alto de lo que extraemos de los alimentos/combustible, etc.